BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Sifat-sifat dari suatu benda atau kejadian yang kita ukur,
misalnya panjang benda, massa benda, lamanya waktu lari mengelilingi
sebuah lapangan disebut besaran, besaran
apa saja yang bisa kita ukur dari sebuah buku ?. Pada sebuah buku, kita bisa
mengukur massa, panjang, lebar, dan tebal buku. Bagaimanakah kita
menyatakan hasil pengukuran panjang buku?
Misalnya
panjang buku sama dengan 25 sentimeter. sentimeter disebut satuan dari
besaran panjang. Massa buku sama dengan 1 kilogram; kilogram disebut
satuan dari besaran massa. Jadi satuan selalu mengikuti besaran, tidak
pernah mendahuluinya.
Dimasyarakat
kita kadang-kadang terdapat satuan-satuan yang tidak standar atau tidak
baku, misalnya satuan panjang dipilih depa atau jengkal. Satuan tersebut
tidak baku karena tidak mempunyai ukuran yang sama untuk orang yang
berbeda. Satu jengkal orang dewasa lain dengan satu jengkal anak-anak.
Itulah sebabnya jengkal dan depan tidak dijadikan satuan yang standar
dalam pengukuran fisika.
Oleh
karena alasan-alasan itulah para ilmuan mengadakan penelitian besar-besaran
yaitu General Conference on Weights and Measures of the International Academy
of Science pada tahun 1960. Dalam sistem satuan ini, terdapat tujuh besaran yang disebut sebagai besaran
pokok.
Sudah menjadi
kebisaan dan merupakan ketentuan yang tidak tertulis,bahwa setiap mata kuliah
pendidikan ilmu pengetahuan (fisika) selalu memiliki filsafah dan kodeetika
yang wajib dihayati dan diamalkan oleh mereka yang mempelajari ilmu pengetahuan
alam itu sendiri.
Semakin
menguasai,seseorang akan mempunyai pedoman untuk mempelajari lingkungan.gerak
benda dan kita juga akan tau struktur bumi dengan mempelajari gerak
benda.Semakin tinggi kewajibannya didalam menghayati dan mengamalkan filsafah
dan kode etika gerak suatu benda.
Pada dasarnya
sebuah kehidupan sehari-hari tidak lepas dari sebuah peristiwa gerak lurus
berubah beraturan, dan kita seolah-olah tidak menanggapinya secara seksama
dikarenakan tidak adanya sebuah kepentingan maupun keuntungan. Dalam kehidupan
sehari-hari juga kita sering melihat atau menemui benda yang mengalami
peristiwa gerak lurus berubah beraturan.
Menindaklanjuti
tugas dari dosen kami selaku mahasiswa secara konsisten harus segera merespon
dengan sebuah tindakan yaitu dengan menyusun sebuah makalah dari berbagai
sumber. Meskipun pada dasarnya makalah ini tidak dapat memenuhi target yang
sesuai, dalam penyajiannya kurang sempurna kami harap bimbingan maupun saran
sangat kami tunggu, guna perbaikan pada masa yang akan datang.
B. Tujuan
Dalam
penyusunan makalah yang berjudul “Gerak Lurus Berubah Beraturan” ini
adalah bertujuan sebagai berikut :
1.
Memenuhi tugas Dosen dari Bapar DR. DRs. H. Ahmad Yani M.Si,
pada Mata Kuliah Fisika Dasar di Universitas
Negeri Makassar.
2.
Merealisasikan hasil terapan yang telah
diberikan Dosen pada Mata Kuliah Fisika Dasar di Universitas Negeri Makassar.
3.
Menambah wawasan dalam ilmu pengetahuan,
khususnya Fisika.
4.
Menambah Pustaka Kampus berupa Makalah
sederhana di Universitas Negeri
Makassar.
BAB II
BESARAN
DAN SATUAN
A.
Pengertian
besaran
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur atau
dihitung, dinyatakan dengan angka dan mempunyai satuan. Dari pengertian ini
dapat diartikan bahwa sesuatu itu dapat dikatakan sebagai besaran harus
mempunyai 3 syarat yaitu :
1. dapat diukur atau dihitung
2. dapat dinyatakan dengan angka-angka atau
mempunyai nilai
3. mempunyai satuan
Bila ada
satu saja dari syarat tersebut diatas tidak dipenuhi maka sesuatu itu tidak
dapat dikatakan sebagai besaran. Besaran berdasarkan cara memperolehnya dapat
dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu :
1. Besaran Fisika yaitu besaran yang
diperoleh dari pengukuran. Karena diperoleh dari pengukuran maka harus ada alat
ukurnya. Sebagai contoh adalah massa. Massa merupakan besaran fisika karena
massa dapat diukur dengan menggunakan neraca.
2. Besaran non Fisika yaitu besaran yang
diperoleh dari penghitungan. Dalam hal ini tidak diperlukan alat ukur tetapi
alat hitung sebagai misal kalkulator. Contoh besaran non fisika adalah
Besaran adalah segala
sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Dalam fisika dikenal dua
jenis besaran utama yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran
pokok adalah besaran yang satuannya ditetapkan lebih dahulu.
Tabel Besaran Pokok, Satuan dalam
SI, dan Alat Ukurnya .
No.
|
Besaran Pokok
|
Satuan Dalam SI
|
Alat Ukurnya
|
1.
|
Panjang
|
Meter(m)
|
Penggaris,Meteran,Jangka
Sorong,Mikrometer Sekrup.
|
2.
|
Massa
|
Kilogram(kg)
|
Neraca
Lengan, Neraca Pegas, Timbangan duduk, Timbangan Lengan gantung, dan Neraca
Digital
|
3.
|
Waktu
|
Sekon(s)
|
Arloji,Stopwatch,dan
Jam Atom
|
4.
|
Suhu
|
Kelvin(K)
|
Termometer
|
5.
|
Kuat
Arus Listrik
|
Ampere(A)
|
Amperemeter
|
6.
|
Intesitas
Cahaya
|
Candele(kd)
|
Light
Meter
|
7.
|
Jumlah
Zat
|
Mole(mol)
|
Tidak
diukur secara langsung
|
*jumlah
zat tidak diukur secara langsung seperti mengukur panjang dengan mistar. Untuk
mengetahui jumlah zat, terlebih dahulu diukur massa zat tersebut.
Besaran
turunan adalah besaran yang tersusun dari besaran pokok.
Tabel besaran turunan, satuan dalam SI, dan alat
ukurnya.
No.
|
Besaran turunan
|
Satuan dalam SI
|
Alat ukurnya
|
1.
|
Luas
|
meter
persegi(m2)
|
Meteran
|
2.
|
Volume
|
Meter
kubik (m3)
|
Gelas
Ukur
|
3.
|
Kecepatan
|
Meter
persekon(m/s)
|
Spedometer
|
4.
|
Berat
|
Newton
|
Dinamometer
|
B.Pengertian
Satuan
Satuan
merupakan salah satu komponen besaran yang menjadi standar dari suatu besaran.
Adanya berbagai macam satuan untuk besaran yang sama akan menimbulkan
kesulitan. Kalian harus melakukan penyesuaian-penyesuaian tertentu untuk
memecahkan persoalan yang ada. Dengan adanya
kesulitan tersebut, para ahli sepakat untuk menggunakan satu sistem satuan,
yaitu menggunakan satuan standar Sistem Internasional, disebut Systeme
Internationale d’Unites (SI).
Satuan
Internasional adalah satuan yang diakui penggunaannya secara internasional
serta memiliki standar yang sudah baku. Satuan ini dibuat untuk menghindari
kesalahpahaman yang timbul dalam bidang ilmiah karena adanya perbedaan satuan
yang digunakan. Pada awalnya, Sistem Internasional disebut sebagai Metre –
Kilogram – Second (MKS). Selanjutnya pada Konferensi Berat dan Pengukuran Tahun
1948, tiga satuan yaitu newton (N), joule (J), dan watt (W) ditambahkan ke
dalam SI. Akan tetapi, pada tahun 1960, tujuh Satuan Internasional dari besaran
pokok telah ditetapkan yaitu meter, kilogram, sekon, ampere, kelvin, mol, dan
kandela.
Sistem
MKS menggantikan sistem metrik, yaitu suatu sistem satuan desimal yang mengacu
pada meter, gram yang didefinisikan sebagai massa satu sentimeter kubik air,
dan detik. Sistem itu juga disebut sistem Centimeter – Gram – Second (CGS).
Satuan
dibedakan menjadi dua jenis, yaitu satuan tidak baku dan satuan baku. Standar
satuan tidak baku tidak sama di setiap tempat, misalnya jengkal dan hasta.
Sementara itu, standar satuan baku telah ditetapkan sama di setiap tempat.
1. Satuan Standar Panjang
Satuan besaran panjang
berdasarkan SI dinyatakan dalam meter (m). Ketika sistem metrik diperkenalkan,
satuan meter diusulkan setara dengan sepersepuluh juta kali seperempat garis
bujur bumi yang melalui kota Paris. Tetapi, penyelidikan awal geodesik
menunjukkan ketidakpastian standar ini, sehingga batang platinairidium yang
asli dibuat dan disimpan di Sevres dekat Paris, Prancis. Jadi, para ahli
menilai bahwa meter standar itu kurang teliti karena mudah berubah.
Para ahli
menetapkan lagi patokan panjang yang nilainya selalu konstan. Pada tahun 1960
ditetapkan bahwa satu meter adalah panjang yang sama dengan 1.650.763,73 kali
panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas kripton-86
dalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik. Definisi baru menyatakan bahwa
satuan panjang SI adalah panjang lintasan yang ditempuh cahaya dalam ruang
hampa selama selang waktu 299.792.458 1sekon.
Angka
yang sangat besar atau sangat kecil oleh ilmuwan digambarkan menggunakan awalan
dengan suatu satuan untuk menyingkat perkalian atau pembagian dari suatu
satuan.
2. Satuan Standar Massa
Satuan standar untuk massa adalah
kilogram (kg). Satu kilogram standar adalah massa sebuah silinder logam yang
terbuat dari platina iridium yang disimpan di Sevres, Prancis. Silinder platina
iridium memiliki diameter 3,9 cm dan tinggi 3,9 cm. Massa 1 kilogram standar
mendekati
massa 1 liter air murni pada suhu
4 oC.
c. Satuan Standar Waktu
Satuan SI waktu adalah sekon (s).
Mula-mula ditetapkan bahwa satu sekon sama dengan 1/86.400rata-rata gerak semu
matahari mengelilingi Bumi. Dalam pengamatan astronomi, waktu ini ternyata
kurang tepat akibat adanya pergeseran, sehingga tidak dapat digunakan sebagai
patokan. Selanjutnya, pada tahun 1956 ditetapkan bahwa satu sekon adalah waktu
yang dibutuhkan atom cesium-133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali.
d. Satuan standar arus listrik
Satuan standar arus listrik
adalah ampere (A). Satu ampere didefinisikan sebagai arus tetap, yang
dipertahankan untuk tetap mengalir pada dua batang penghantar sejajar dengan
panjang tak terhingga, dengan luas penampang yang dapat diabaikan dan
terpisahkan sejauh satu meter dalam vakum, yang akan menghasilkan gaya antara
kedua batang penghantar sebesar 2 × 10–7 Nm–1.
e. Satuan Standar Suhu
Suhu menunjukkan derajat panas
suatu benda. Satuan standar suhu adalah kelvin (K), yang didefinisikan sebagai
satuan suhu mutlak dalam termodinamika yang besarnya sama dengan 1/273,16dari
suhu titik tripel air. Titik tripel menyatakan temperatur dan tekanan saat
terdapat keseimbangan
antara uap, cair, dan padat suatu bahan. Titik tripel air adalah 273,16 K dan
611,2 Pa. Jika dibandingkan dengan skala termometer Celsius, dinyatakan sebagai
berikut:
T = 273,16o + tc
f. Satuan Standar Intensitas
Cahaya
Intensitas cahaya dalam SI
mempunyai satuan kandela (cd), yang besarnya sama dengan intensitas sebuah
sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 × 1012
Hz dan memiliki intensitas pancaran 1/683watt per steradian pada arah tertentu.
g. Satuan Standar jumlah Zat
Satuan SI untuk jumlah zat adalah
mol. Satu mol setara dengan jumlah zat yang mengandung partikel elementer
sebanyak jumlah atom di dalam 1,2 10-2 kg karbon-12. Partikel elementer
merupakan unsur fundamental yang membentuk materi di alam semesta. Partikel ini
dapat berupa atom, molekul, elektron, dan lain-lain.
Satuan adalah sesuatu yang digunakan
sebagai pembanding dalam pengukuran. Satuan terbagi menjadi dua yaitu : satuan
baku dan satuan tidak baku. Satuan baku adalah satuan yang diakui secara
internasional. contohnya meter, kilogram, sekon, newton, kilometer, dan lain
lain. Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara umum atau
internasional.
A.
SATUAN SISTEM INTERNASIONAL (SI)
1.
Pada
tahun 1960 dibuat suatu sistem satuan yang dipakai secara internasional yang
disebut dengan satuan Sistem Internasional (SI) atau International System of
Unit. Di tetapkan oleh suatu badan internasional yang bernama General
Conference on Weights and Meamsures yang berkantor dikota Sevres,Prancis.
Sistem Internasional (SI) harus memenuhi syarat syarat berikut ini
A.Bersifat tetap, tidak berubah dalam
berbagai keadaan
B. Bersifat internasional , bisa
digunakan di seluruh dunia
C. Mudah ditiru, dibuat, dan di perbanyak untuk
di gunakan di manapun
2. Tujuan
Penggunaan Satuan SI adalah untuk menyeragamkan penggunaan satuan oleh
negara-negara di seluruh dunia sehingga di peroleh suatu kesamaan dalam
perhitungan
B. SATUAN
SATUAN DALAM SI
SATUAN POKOK PANJANG
Satuan panjang pokok SI adalah
Meter(m). Satu meter ditetapkan sama dengan sepuluh juta jarak antara
khatulistiwa dengan kutub utara yang di ukur melalui kota Paris, di ukurnya
menggunakan logam platina iridium yag suhunya Nol derajat celcius. Platina
iridium satu meter disebut meter standar, hanya saja pengaruh suhu, meter
standar tersebut mengalami perubahan panjang.
SATUAN POKOK MASSA
Massa adalah jumlah (kuantitas) zat
yang dikandung suatu benda massa Satu kilogram dibakukan padasebuah silinder
platina iridium di sebut kilogram standar, yang massa nya hampir sama
dengan massa satu liter air murni pada suhu 40C.
SATUAN POKOK WAKTU
Satuan pokok waktu dalam SI adalah
sekon. Satu sekon adalah waktu yang di perlukan atom cesium-133 untuk
melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali.
KONVERSI SATUAN
Konversi satuan adalah pengubahan satuan
SI sebuah besaran ke satuan SI lainnya untuk mengonversi satuan-satuan tersebut diperlukan faktor
pengali satuan.
PENGUKURAN BESARAN POKOK
Pengukuran panjang
1). Mistar adalah setengah dari skala
terkecil pada mistar
2) Rolmeter biasa
digunakan untuk mengatur panjang atau lebar tanah, dan bangunan.
3) Jangka sorong
memiliki ketelitian sampai 0.1mm dan biasa digunakan untuk mengukur diameter
pipa, tebal plat logam, tabel kaca.
4) Micrometer
sekrup adalah alat ukur panjang yang mempunyai ketelitian tinggi
b. Pengukur massa
1) Neraca meja,
ketelitian nya hanya 50 gram.
2) Neraca ohauss,
ketelitiannya mencapai 0,1 gram
3) Neraca sama
lengan, ketelitiannya sampai dengan 0,001 gram.
c. Pengukur
waktu
1) Arloji, memiliki
tiga jarum
2) Stopwatch,
dibedakan menjadi 2 yaitu: stopwatch analog dan stopwatch digital
3) Jam atom,
memiliki ketelitian paling tinggi.
C.
Besaran dan Satuan Standar
Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Besaran
Fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.
Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun,
besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok.
Sistem satuan besaran Fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu
bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan
tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para
ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan
dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem
metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut sistem internasional
atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).
Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan satuannya dapat dilihat dalam
Tabel berikut.
Besaran Pokok:

Selain tujuh besaran pokok di atas,
terdapat dua besaran pokok tambahan, yaitu sudut bidang datar dengan satuan
radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian (sr).
Besaran Turunan:

Konversi
Satuan
Di
samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai
dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan
ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem
metrik dengan patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan
acuan sebagai berikut:
1. 1 mil = 1760 yard (1 yard adalah jarak pundak sampai ujung
jari tangan orang dewasa).
2. 1 yard = 3 feet (1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari
kaki orang dewasa).
3. 1 feet = 12 inci (1 inci adalah lebar maksimal ibu jari
tangan orang dewasa).
4. 1 inci = 2,54 cm
5. 1 cm = 0,01 m
Satuan mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan
sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga sistem konversi dari satuan
sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem SI. Contohnya sebagai
berikut.
1. 1 ton = 1000 kg
2. 1 ons (oz) = 0,02835 kg
3. 1 kuintal = 100 kg
4. 1 pon (lb) = 0,4536 kg
5. 1 slug = 14,59 kg
Satuan
waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu
detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut.
1. 1 tahun = 3,156 x 10^7 detik
2. 1 jam = 3600 detik
3. 1 hari = 8,640 x 10^4 detik
4. 1 menit = 60 detik
Besaran
turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran-besaran pokok yang
mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai
satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena
penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan
dapat ditulis dengan m/s^2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran
turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini!
1. 1 dyne = 10^-5 newton
2. 1 erg = 10^-7 joule
3. 1 kalori = 0,24 joule
4. 1 kWh = 3,6 x 10^6 joule
5. 1 liter = 10^-3 m^3 = 1 dm^3
6. 1 ml = 1 cm^3 = 1 cc
7. atm = 1,013 x 10^5
pascal
8. 1 gauss = 10^-4 tesl
D.
Alat Ukur
1.
Alat
ukur panjang.
Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti
meteran lipat (pita), mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan
masing-masing mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda
a.
Mistar
- Untuk mengukur benda yang panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm.
- Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ½ x 1 cm)
- Satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi.
Untuk
mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak
lurus dengan obyek dan mistar.
Contoh
pengukuran dengan mistar:
Panjang
balok di atas adalah 3,2 cm atau 32 mm.
b. Meteran lipat (pita pengukur)
- Digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisa dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus.
- Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 1 mm.
c.
Jangka sorong
- Digunakan untuk mengetahui panjang bagian luar maupun bagian benda dengan sangat akurat / teliti
- Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,1 mm
Jangka
sorong seperti pada gambar di atas adalah jangka sorong yang skalanya mudah
dibaca. Tetapi jangka sorong yang ada di laboratorium sekolah mempunyai cara
pembacaan skala yang berbeda, dimana ada skala utama dan skala
vernier/nonius.
Cara
membaca skala:
Hasil
pembacaan = 4,74 cm atau 47,4 mm
d.
Mikrometer Sekrup
- Digunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang sangat kecil
- Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm
2.
Alat Ukur Massa
Neraca
yang digunakan di laboratorium fisika pada umumnya berbeda neraca yang
dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Berikut
adalah beberapa contoh neraca berbagai bentuk.
Dan
di bawah ini adalah contoh neraca yang sering ditemukan di laboratarium
Ada
empat macam prinsip kerja neraca, yaitu:
- Prinsip kesetimbangan gaya gravitasi, contoh neraca sama lenga
- Prinsip kesetimbangan momen gaya, contoh neraca dacin
- Prinsip kesetimbangan gaya elastis, contoh neraca pegas untuk menimbang bahan-bahan ku
- Prinsip inersia (kelembaman), contoh neraca inersia
3.
Alat Ukur Waktu
Sebenarnya
ada banyak alat ukur waktu yang tersedia, seperti jam tangan, jam dinding, jam
bandul dan sebagainya. Namun yang sering digunakan di laboratorium adalah stopwatch.
Ada
banyak jenis stopwatch dengan berbagai ketelitian, mulai dari 1 detik, 1/10
detik, sampai 1/100 detik.
Ada
juga stopwatch digital dengan ketelitian yang sangat tinggi, misalnya fasilitas
stopwatch di handphone.
4.
Alat Ukur Suhu (temperatur)
Alat
ukur suhu adalah termometer, dan ada banyak jenis termomter. Dilihat dari jenis
skala ada tiga macam termomometer, yaitu Celcius, Fahrenheit, dan Reamur.
Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan juga ada tiga jenis termometer,
yaitu termometer gas, zat cair, dan zat padat (termokopel dan hambatan
platina).
E. Angka Penting
Hasil dari suatu pengukuran merupakan angka penting.
Aturan penulisan angka penting adalah sebagai berikut : Semua angka bukan nol
adalah angka penting Contoh : 145,768 mempunyai 6 angka penting Angka nol yang
terletak diantara angka-angka bukan nol adalah angka penting. Contoh : 2,0006
mempunyai 5 angka pentin Angka nol disebelah kanan angka bukan nol termasuk
angka penting kecuali ada penjelasan lain. Angka nol dibelakang koma adalah
angka penting. Contoh : 1,000 mempunyai 4 angka penting Angka nol terletak
disebelah kiri angka bukan nol bukan angka penting Contoh : 0,0006 mempunyai 1
angka penting f. Dalam melakukan pembagian atau perkalian, banyaknya angka
penting dari hasil perkalian atau pembagian itu sama dengan banyaknya angka
penting dari bilangan yang memiliki angka penting yang paling sedikit. Contoh :
73,24 (empat angka penting) x 4,52 (tiga angka penting) = 331,0448 = 331 (tiga
angka penting). g. Dalam melakukan pembulatan, angka yang lebih besar atau sama
dengan 5 dibulatkan keatas dan yang lebih kecil dari 5 dibulatkan kebawah.
Contoh : 23,453 = 23,45 (dibulatkan dua desimal) = 23,5 (dibulatkan satu
desimal) = 24 h. Hasil pengurangan atau penjumlahan dari bilangan – bilangan
mempunyai angka penting yang dihitung berdasarkan banyaknya banyaknya angka
dibelakang koma yang paling sedikit. Contoh : 11,1 (satu angka dibelakang koma)
+ 12,456 (tiga angka dibelakang koma) = 23,556 = 23,6 (satu angka dibelakang
koma). KONVERSI SATUAN PANJANG Satuan metrik SatuanInggris Perbandingan 1 km =
103 m 1 mile = 1760 yard 1mile = 1,609 km 1 cm = 10-2 m 1 yard = 3 ft 1yard =
0,915 m 1 mm = 10-3m 1 ft = 12 inch 1 ft = 30,5 cm.
F. Pengukuran dan Ketidakpastian
Suatu
pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab
ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST),
kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, kesalahan paralaks,
fluktuasi parameter pengukuran, dan lingkungan yang mempengaruhi hasil
pengukuran, dan karena hal-hal seperti ini pengukuran mengalami gangguan.
Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran
melalui pengukuran. Oleh sebab itu, setiap pengukuran harus dilaporkan dengan
ketidakpastiannya.
Ketidakpastian dibedakan menjadi dua,yaitu ketidakpastian
mutlak dan relatif. Masing masing ketidakpastian dapat digunakan dalam
pengukuran tunggal dan berualang.
Ketidakpastian Mutlak
Suatu
nilai ketidakpastia yang disebabkan karena keterbatasan alat ukur itu sendiri.
Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang umumnya digunakan bernilai
setengah dari NST. Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian mutlaknya dalam
pengukuran tunggal adalah:
Δx = ½NST
dengan
hasil pengukuran dituliskan sebagai
X = x ± Δx
Melaporkan
hasil pengukuran berulang dapat dilakukan dengan berbagai cara, dantaranya
adalah menggunakan kesalahan ½ – rentang atau bisa juga menggunakan standar
deviasi.
Kesalahan
½ – Rentang
Pada pengukuran berulang,
ketidakpastian dituliskan idak lagi seperti pada pengukuran tunggal. Kesalahan
½ – Rentang merupakan salah satu cara untuk menyatakan ketidakpastian pada
pengukuran berulang. Cara untuk melakukannya adalah sebagai berikut:
·
Kumpulkan
sejumlah hasil pengukuran variable x. Misalnya n buah, yaitu x1, x2, x3, … xn
·
Cari
nilai rata-ratanya yaitu x-bar
x-bar
= (x1 + x 2 + … + xn)/n
·
Tentukan
x-mak dan x-min dari kumpulan data x tersebut dan
ketidakpastiannya dapat dituliskan
Δx
= (xmax – xmin)/2
·
Penulisan
hasilnya sebagai:
x
= x-bar ± Δx
Standar Deviasi
Bila dalam pengamatan dilakukan n
kali pengukuran dari besaran x dan terkumpul data x1, x2, x3, … xn, maka
rata-rata dari besaran ini adalah:

Kesalahn dari nilai rata-rata ini
terhadap nilai sebenarnya besaran x (yang tidak mungkin kita ketahui nilai benarnya
x0) dinyatakan oleh standar deviasi.

Standar
deviasi diberikan oleh persamaan diatas, sehingga kita hanya dapat menyatakan
bahwa nilai benar dari besaran x terletak dalam selang (x – σ) sampai (x + σ).
Dan untuk penulisan hasil pengukurannya adalah x = x ± σ
Ketidakpastian Relatif
Ketidakpastian
Relatif adalah ketidakpastian yang dibandingkan dengan hasil pengukuran.
Hubungan hasil pengukurun terhadap KTP (ketidakpastian) yaitu:
KTP relatif
= Δx/x
Apabila
menggunakan KTP relatif maka hasil pengukuran dilaporkan sebagai
X = x ±
(KTP relatif x 100%)
Ketidakpastian pada Fungsi Variabel (Perambatan Ketidakpastian)
Jika suatu
variable merupakan fungsi dari variable lain yng disertai oleh ketidakpastin,
maka variable ini akan diserti pula oleh ketidakpastian. Hal ini disebut
sebagai permbatan ketidakpastian. Untuk jelasnya, ketidakpastian variable yang
merupakan hasil operasi variabel-variabel lain yang disertai oleh
ketidakpastian akan disajikan dalam tabel berikut ini.
Misalkan dari suatu pengukuran
diperoleh (a ± Δa) dan (b ± Δb). Kepada kedua hasil pengukuran tersebut akan
dilakukan operasi matematik dasar untuk memperoleh besaran baru.
BAB III
GERAK
A.
Gerak
Lurus Beraturan
Suatu
benda dikatakan melakukan gerak lurus beraturan jika kecepatannya selalu
konstan. Kecepatan konstan artinya besar kecepatan alias kelajuan dan arah
kecepatan selalu konstan. Karena besar kecepatan alias kelajuan dan arah
kecepatan selalu konstan maka bisa dikatakan bahwa benda bergerak pada lintasan
lurus dengan kelajuan konstan. Misalnya sebuah mobil bergerak lurus ke arah
timur dengan kelajuan konstan 10 m/s. Ini berarti mobil bergerak lurus ke arah
timur sejauh 10 meter setiap sekon. Karena kelajuannya konstan maka setelah 2
sekon, mobil bergerak lurus ke arah timur sejauh 20 meter, setelah 3 sekon
mobil bergerak lurus ke arah timur sejauh 30 meter… dan seterusnya…
bandingkan dengan gambar di samping. Perhatikan besar dan arah panah. Panjang
panah mewakili besar kecepatan alias kelajuan, sedangkan arah panah mewakili
arah kecepatan. Arah kecepatan mobil = arah perpindahan mobil = arah gerak
mobil.
1.
Perhatikan
bahwa ketika dikatakan kecepatan, maka yang dimaksudkan adalah kecepatan
sesaat. Demikian juga sebaliknya, ketika dikatakan kecepatan sesaat,
maka yang dimaksudkan adalah kecepatan.
2.
Ketika
sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan, kecepatan benda sama dengan
kecepatan rata-rata. Kok bisa ya ? yupz. Dalam gerak lurus
beraturan (GLB) kecepatan benda selalu konstan. Kecepatan konstan berarti besar
kecepatan (besar kecepatan = kelajuan) dan arah kecepatan selalu konstan. Besar
kecepatan atau kelajuan benda konstan atau selalu sama setiap saat karenanya
besar kecepatan atau kelajuan pasti sama dengan besar kecepatan rata-rata.
Contoh GLB
Grafik Gerak Lurus Beraturan
Grafik sangat membantu kita dalam menafsirkan suatu hal
dengan mudah dan cepat. Untuk memudahkan kita menemukan hubungan antara
Kecepatan, perpindahan dan waktu tempuh maka akan sangat membantu jika
digambarkan grafik hubungan ketiga komponen tersebut.
Grafik Kecepatan terhadap Waktu
(v-t)
Perhatikan
grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) di atas
Besar kecepatan benda pada grafik di
atas adalah 3 m/s. 1, 2, 3 dstnya adalah waktu tempuh (satuannya detik).
Amati bahwa walaupun waktu berubah dari 1 detik sampai 5, besar kecepatan benda
selalu sama (ditandai oleh garis lurus).
Bagaimana kita mengetahui besar
perpindahan benda melalui grafik di atas ? luas daerah yang diarsir pada grafik
di atas sama dengan besar perpindahan yang ditempuh benda. Jadi, untuk
mengetahui besarnya perpindahan, hitung saja luas daerah yang diarsir. Tentu
saja satuan perpindahan adalah satuan panjang, bukan satuan luas.
Dari grafik di atas, v = 5 m/s,
sedangkan t = 3 s. Dengan demikian, besar perpindahan yang ditempuh benda = (5
m/s x 3 s) = 15 m. Cara lain menghitung besar perpindahan adalah
menggunakan persamaan GLB. s = v t = 5 m/s x 3 s = 15 m.
Persamaan GLB yang kita gunakan
untuk menghitung besar perpindahan di atas berlaku jika gerakan benda memenuhi
grafik tersebut. Pada grafik terlihat bahwa pada saat t = 0 s, maka v = 0.
Artinya, pada mulanya benda diam, baru kemudian bergerak dengan kecepatan
sebesar 5 m/s. Padahal dapat saja terjadi bahwa saat awal kita amati benda
sudah dalam keadaan bergerak, sehingga benda telah memiliki posisi awal s0.
Untuk itu lebih memahami hal ini, pelajari grafik di bawah ini.
B.
Gerak Lurus Berubah Beraturan
Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah
beraturan (GLBB) jika percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan
besaran vektor (besaran yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan
berarti besar dan arah percepatan selalu konstan setiap saat. Walaupun besar
percepatan suatu benda selalu konstan tetapi jika arah percepatan selalu
berubah maka percepatan benda tidak konstan. Demikian juga sebaliknya jika arah
percepatan suatu benda selalu konstan tetapibesar percepatan selalu berubah
maka percepatan benda tidak konstan.
Karena arah percepatan benda selalu konstan maka benda pasti
bergerak pada lintasan lurus. Arah percepatan konstan = arah kecepatan konstan
= arah gerakan benda konstan = arah gerakan benda tidak berubah = benda
bergerak lurus.Besar percepatan konstan bisa berarti kelajuan bertambah secara
konstan atau kelajuan berkurang secara konstan. Ketika kelajuan benda berkurang
secara konstan, kadang kita menyebutnya sebagai perlambatan konstan. Untuk
gerakan satu dimensi (gerakan pada lintasan lurus), kata percepatan digunakan
ketika arah kecepatan = arah percepatan, sedangkan kata perlambatan digunakan
ketika arah kecepatan dan percepatan berlawanan.
Misalnya mula-mula mobil diam. Setelah 1 detik, mobil
bergerak dengan kelajuan 2 m/s. Setelah 2 detik mobil bergerak dengan kelajuan
4 m/s. Setelah 3 detik mobil bergerak dengan kelajuan 6 m/s. Setelah 4 detik
mobil bergerak dengan kelajuan 8 m/s. Dan seterusnya… Tampak bahwa setiap detik
kelajuan mobil bertambah 2 m/s. Kita bisa mengatakan bahwa mobil mengalami
percepatan konstan sebesar 2 m/s per sekon = 2 m/s2.
Contoh 2 : Besar perlambatan konstan (kelajuan benda
berkurang secara konstan)
Misalnya mula-mula benda bergerak dengan kelajuan 10 km/jam.
Setelah 1 detik, benda bergerak dengan kelajuan 8 km/jam. Setelah 2 detik benda
bergerak dengan kelajuan 6 km/jam. Setelah 3 detik benda bergerak dengan
kelajuan 4 km/jam. Setelah 4 detik benda bergerak dengan kelajuan 2 km/jam.
Setelah 5 detik benda berhenti. Tampak bahwa setiap detik kelajuan benda
berkurang 2 km/jam. Kita bisa mengatakan bahwa benda mengalami perlambatan
konstan sebesar 2 km/jam per sekon.
Perhatikan bahwa ketika dikatakan percepatan, maka
yang dimaksudkan adalah percepatan sesaat. Demikian juga sebaliknya,
ketika dikatakan percepatan sesaat, maka yang dimaksudkan adalah percepatan.
Nah, dalam gerak lurus berubah beraturan (GLBB), percepatan benda selalu
konstan setiap saat, karenanya percepatan benda sama dengan percepatan
rata-ratanya. Jadibesar percepatan = besar percepatan rata-rata. Demikian juga,
arah percepatan = arah percepatan rata-rata.
Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit ditemukan benda
yang melakukan gerak lurus berubah beraturan, di mana perubahan kecepatannya
terjadi secara teratur, baik ketika hendak bergerak dari keadaan diam maupun
ketika hendak berhenti. walaupun demikian, banyak situasi praktis terjadi
ketika percepatan konstan/tetap atau mendekati konstan, yaitu jika percepatan
tidak berubah terhadap waktu (ingat bahwa yang dimaksudkan di sini adalah
percepatan tetap, bukan kecepatan).
Contoh GLBB
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kecepatan v yang berubah setiap
saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata lain benda yang melakukan
gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya
karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -).
Pada
umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II ( F = m . a).
vt = v0 +
a.t
vt2 = v02
+ 2 a S
S = v0 t + 1/2 a
t2
|
vt = kecepatan sesaat
benda
v0 = kecepatan awal benda
S = jarak yang ditempuh benda
f(t) = fungsi dari waktu t
v0 = kecepatan awal benda
S = jarak yang ditempuh benda
f(t) = fungsi dari waktu t
V = ds/dt = f (t)
a = dv/dt = tetap
BAB IV
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Dahulu sebelum ditemukannya
satuan-satuan yang standar, orang-orang sangat kesulitan dalam menentukan
ukuran.begitu banyak standar yang ditetapkan. Contohnya banyak orang yang menentukan ukuran panjang dengan
DEPA atau JEGKAL sedangkan setiap orang mempunyai ukuran jengkal yang
berbeda-beda. Lalu dengan setiap Negara yang mempunyai standarnya masing-masing,
segala sesuatunya akan sangat membingungkan.
Begitu banyak Mengukur
adalah membandingkan suatu hal akan sangat menbingungkan apabila tidak
mempunyai satuan yang standar di DUNIA
Besaran
adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Pengukuran adalah
membandingkan suatu dengan satuan yang dijadikan sebagai patokan. Dalam fisika
pengukuran besaran merupakan sesuatu yang sangat vital. Suatu pengamatan
terhadap besaran fisis harus melalui pengukuran. Pengukuran-pengukuran yang
sangat teliti diperlukan dalam fisika, agar gejala-gejala peristiwa yang akan
terjadi dapat diprediksi dengan kuat. sesuatu yang dapat di ukur atau di
hitung, dan dinyatakan dengan angka dan satuan.
Satuan
didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran
mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda
mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai
satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama.
Jika
membahas tentang besaran dan satuan maka ada kaitanya dengan cara
pengukuran,alat yang digunakan untuk mengukur sesuatu berbeda-beda tergantung
dengan apa yag diukur, ketelitian sangat dibutuhkan dalam pengukuran tersebut.
Dari
makalah yang telah dibuat ini telah diketahui begitu banyak besaran dan
sauannya serta cara pegukurannya yang lazim.dan dengan standar yang telah
ditetapkan manusia tidak menjadi kebingungan untuk menetapkan satuan dalam
suatu pengukuran.
Suatu benda dikatakan melakukan
gerak lurus beraturan jika kecepatannya selalu konstan. Kecepatan konstan
artinya besar kecepatan alias kelajuan dan arah kecepatan selalu konstan (GERAK LURUS
BERATURAN).
Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan
(GLBB) jika percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan besaran vektor
(besaran yang mempunyai besar dan arah).
B. SARAN
Ø Besaran dan satuan sangatlah penting untuk dipelajari
karena sangat erat kaitanya dengan kehidupan manusia.
Ø Saat melakukan pengukuran sangatlah membutuhkan
ketelitian yang tinggi agar dapat menekan kesalahan dalam pengukuran.
Ø Saat pembahasan materi diharapkan dosen banyak membahas
tentang system pengukuran.
BAB V
SOAL
DAN PEMBAHASANNYA
SOAL
BESARAN DAN SATUAN
1. Berikan 7 contoh besaran pokok
dan satuanya dengan tepat!
2.
Jika
diketahui satuan gaya adalah Kg m/s2 maka gaya ini diturunkan dari besaran
Pembahasan : Kita melihat satuanya kg = satuan
besaran massa , m = satuan besaran panjang, dan s = satuan besaran waktu. Jadi
Gaya diturunkan dari besaran masa, panjang dan waktu
3.
Andi
mengukur panjang meja 1,5 meter. Tentukan mana yangtermasuk besaran, nilai
besaran dan satuanya?
Pembahasan : Panjang meja 1, 5 meter
=> Panjang = besaran
=>1,5 meter = nilai besaran
=> meter = satuanya
4.
Apa
perbedaan Besaran Pokok dan Besaran Turunan!
Pembahasan
Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditentukan lebih dahulu berdasarkan kesepatan Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok
Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditentukan lebih dahulu berdasarkan kesepatan Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok
5.
Perhatikan
data di bawah ini!
Massa, volume,
waktu, massa jenis
luas,tekanan, panjang
kuat arus, suhu, gaya
Berdasarkan data , kelompokkan
yang mana termasuk besaran pokok atau besaran turunan
Pembahasan
Besaran pokok adalah massa , waktu,
panjang dan kuat arus, suhu
Besaran turuanan adalah luas,
volume dan massa jenis, gaya, tekanan
6.
Berikan contoh satuan baku dan
satuan tak baku untuk besaran panjang?
Pembahasan
Contoh satuan baku panjang diukur
dengan satuan km, m, cm,
Contoh : Panjang diukur dengan
satuan depa, hasta, jengkal
7.
Konversikan
satun berikut ini!
a. 1.500 cm = ... m
b. 2000 gram =........kg
Pembahasan
a. 1.500 cm = 1.500 × 1/100m = 15
m
b. 2.000 g = 2.000 × 1/1.000kg =
2 kg
8.
Konversikan
satuan berikut ini!
a. 1,5 jam = ... menit
a. 1,5 jam = ... menit
b. 30 l = ....... cm3
Pembahasan
a. 1,5 jam = 1,5 × 60 menit = 90
menit
b. 30.000 cm3
9.
Andi
Bekerja dalam sehari 8, 5 jam jika di konversikan dalam secon maka Andi bekerja
selama!
Pembahasan
Andi bekerja selama 8,5 jam x 60
menit x 60 detik = 30600 jam
10.
Andi
memberikan gaya pada meja sebesar 20 N. yang merupakan besaran dan satuan
adalah
Pembahasan :
Gaya = besaran dan Newton adalah
satuannya
Besaran adalah segala sesuatu
yang dapat diukur sedangkan satuan adalah pemabnding dalam pengukuran
11.
Satuan
tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah
a. atmosfer
b. cmHg
c. Pascal
d. mmHg
e. Newton
Pembahasan:
satuan tekanan adalah pascal. Satuan
Pascal dilambangkan dengan dua huruf Pa atau Kg m-1 s-2
12.
Perhatikan
pasangan besaran berikut yang setara adalah
a. daya dan tekanan
b. gaya dan impuls
c. tekanan dan momentum
d. momentum dan impuls
Pembahasan :
besaran turunan dikatan setara jika
keduanya memiliki dimensi yang sama. Dari beberapa pilihan di atas kelihatan
besaran yang setara adalah momentum dan impuls. Keduanya sama-sama memiliki
dimensi besaran kg m s-1
13.
Satuan
dari besaran turunan kecepatan, gaya, dan suhu menurut sistem SI adalah
a. ms-1, Pascal, Celcius
b. ms-1, Joule, Kelvin
c. km/jam, Newton, Celcius
d. ms-1, Newton, Celcius
e. ms-1, Newton, Kelvin
14.
Tentukan
besaran apa yang memilikit Dimensi ML-1T-2
a. gaya
b. tekanan
c. momentum
d. energy
e. percepatan
Pembahasan :
ML-1T-2 = kg.
m-1.s-2 kita tahu gaya komponen satuannya kg. m s-2,
berarti besaran dalam soal adalah gaya/m2, yaitu gaya dibagi dengan
luas (A). Apa itu? Jawabannya tekanan, P = F/A
15.
Diantara
kelompok besaran di bawah ini mana yang hanya terdiri dari besaran turunan
saja?
a. kuat arus, massa, gaya
b. suhu, massa, volum
c. waktu, momentum, kecepatan
d. usaha, momentum, percepatan
e. kecepatan, suhu, jumlah zat
Pembahasan:
pilihan a merupakan besaran turunan
hanya gaya
pilihan b ada massa yang merupakan
besaran pokok
pilihan c, waktu adalah besaran
pokok
pilihan d, semuanya besaran turunan
(Jawaban )
16.
Di
bawah ini yang merupakan besaran pokok menurut standard internasional adalah
a. kilogram dan watt
b. kilogram dan celcius
c. meter dan detik
d. meter dan celcius
e. celcius dan watt
Pembahasan :
jawaban yang benar adalah meter dan
detik, untuk suhu standardnya adalah Kelvin.
17.
Satuan
energi potensial dalam sistem SI adalah
a. kg m3 s-3
b. kg m2 s-2
c. kg m2 s-3
d. kg m s-1
Pembahasan :
energi potensial memiliki rumus E =
m.g.h, buat sobat hitung yang ingin tahu tentang rumus energi lainnya silahkan
baca di rumus energi di sekitar kitaDari rumus E = m.g.h didapat
komponen satuan = kg. m. s-2 m sehingga kg m2 s-2
18.
Yang
dimaksud dengan dimensi suatu besaran adalah
a. membandingkan besaran itu dengan
satuannya
b. menyusun besaran itu dari
satuannya
c. menyusun besaran menjadi besaran
pokok
d. membandingkan besaran itu dengan
besaran-besaran pokok
e. besaran yang disusun atas dasar
besaran dasar
Pembahasan :
yang dinamakan dimensi suatu besaran
adalah menyusun besaran turunan ke dalam besaran pokoknya (C). Kita menguraikan
besaran turunan menjadi besaran pokok penyusunnya.
19.
Jika
M adalah dimensi massa, L adalah panjang, dan T adalah waktu, maka dimensi dari
tekanan adalah?
a. ML-1T-1
b. ML-1T-2
c. MLT-1
d. ML2T2
e. ML-2T-2
Tekanan adalah F/A = kg. m. s-2/m2
= kg. m-1 s-2 = ML-1T-2
Coba sobat hitung perhatikan tabel
berikut
No
|
Besaran
|
Satuan
|
Dimensi
|
1
|
Momentum
|
kg.m.s-1
|
[MLT-1]
|
2
|
Gaya
|
kg
m s-2
|
[MLT-2]
|
3
|
Daya
|
kg
m2 s-3
|
[ML2T-3]
|
20.
Dari
tabel di atas yang mempunyai satuan dan dimensi yang benar adalah nomor.
a. 1 saja
b. 1 dan 2
c. 1, 2, dan 3
d. 1 dan 3
e. 2 dan 3
Pembahasan:
Dari tabel di atas, angka satu sudah
benar momentum = massa x kecepatan jadi dimensinya [MLT-1], gaya
adalah perkalian massa dengan kecepatan dimensinya sudah bendar [MLT-2].
Daya merupakan usaha per satuan waktu, dan usaha adalah gaya dikalikan
perpindahan. Jadi dimensinya MLT-2 x M / T = ML2T-3
jawabannya sudah benar. Jadi jawaban c (1,2, dan 3 benar)
21.
Energi
Kinetik suatu benda dalam sistem SI dinyatakan dalam joule adalah
a. kg. m2 det-2
b. kg m-2 det
c. kg m det-2
d. kg-1 m2 det-2
e. kg m-3 det2
Pembahasan rumus dari energi kinetik
adalah = 1/2 m v2 = kg. m2 det-2
SOAL GLB DAN GLBB
Soal No. 1
Batu
bermassa 200 gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s.

Jika
percepatan gravitasi ditempat tersebut adalah 10 m/s2, dan gesekan
udara diabaikan, tentukan :
a)
Tinggi
maksimum yang bisa dicapai batu
b)
Waktu
yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum
c)
Sama batu berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanah
Pembahasan
a)
Saat batu berada di titik tertinggi, kecepatan batu adalah nol dan percepatan
yang digunakan adalah percepatan gravitasi. Dengan rumus GLBB:

b)
Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai titik tertinggi:

d)
Lama
batu berada di udara adalah dua kali lama waktu yang diperlukan untuk mencapai
titik tertinggi.
e)
t
= (2) (5) = 10 sekon
Soal No. 2
Sebuah
mobil bergerak dengan kelajuan awal 72 km/jam kemudian direm hingga berhenti
pada jarak 8 meter dari tempat mulainya pengereman. Tentukan nilai perlambatan
yang diberikan pada mobil tersebut!
Pembahasan
Ubah
dulu satuan km/jam menjadi m/s kemudian gunakan persamaan untuk GLBB

diperlambat:
Soal No. 3
Perhatikan
grafik berikut ini.
Dari
grafik diatas tentukanlah:
a.
jarak tempuh gerak benda dari t = 5 s hingga t = 10 s
b.
perpindahan benda dari t = 5 s hingga t = 10
Jika
diberikan graik V (kecepatan) terhadap t (waktu) maka untuk mencari jarak
tempuh atau perpindahan cukup dari luas kurva grafik V-t. Dengan catatan untuk
jarak, semua luas bernilai positif, sedang untuk menghitung perpindahan, luas
diatas sumbu t bernilai positif, di bawah bernilai negatif.

Soal No. 4
Seekor
semut bergerak dari titik A menuju titik B pada seperti terlihat pada gambar
berikut.

Jika
r = 2 m, dan lama perjalanan semut adalah 10 sekon tentukan:
a)
Kecepatan rata-rata gerak semut
b)
Kelajuan rata-rata gerak semut
Pembahasan
Terlebih dahulu tentukan nilai perpindahan dan jarak si semut :
Terlebih dahulu tentukan nilai perpindahan dan jarak si semut :
Jarak
yang ditempuh semut adalah dari A melalui permukaan lengkung hingga titik B,
tidak lain adalah seperempat keliling lingkaran.
Jarak
= 1/4 (2πr) = 1/4 (2π x 2) = π
meter
Perpindahan
semut dilihat dari posisi awal dan akhirnya , sehingga perpindahan adalah dari
A tarik garis lurus ke B. Cari dengan phytagoras.
Perpindahan = √ ( 22 + 22 ) = 2√2 meter.
Perpindahan = √ ( 22 + 22 ) = 2√2 meter.
a)
Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu
Kecepatan rata-rata = 2√2 meter : 10 sekon = 0,2√2 m/s
Kecepatan rata-rata = 2√2 meter : 10 sekon = 0,2√2 m/s
b)
Kelajuan rata-rata = jarak tempuh : selang waktu
Kelajuan rata- rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s
Kelajuan rata- rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s
Soal No. 5
Pesawat
Burung Dara Airlines berangkat dari kota P menuju arah timur selama 30 menit
dengan kecepatan konstan 200 km/jam. Dari kota Q berlanjut ke kota R yang
terletak 53o terhadap arah timur ditempuh selama 1 jam dengan kecepatan
konstan 100 km/jam.

Tentukan:
a)
Kecepatan rata-rata gerak pesawat
b)
Kelajuan rata-rata gerak pesawat
Pembahasan
Salah
satu cara :
Terlebih
dahulu cari panjang PQ, QR, QR', RR', PR' dan PR.

PQ
= VPQ x tPQ = (200 km/jam) x (0,5) jam = 100 km
QR
= VQR x tQR = (100 km/jam) x (1 jam) = 100 km
QR'
= QR cos 53o = (100 km) x (0,6) = 60 km
RR'
= QR sin 53o = (100 km) x (0,8) = 80 km
PR'
= PQ + QR' = 100 + 60 = 160 km
PR
= √[ (PR' )2 + (RR')2 ]
PR
= √[ (160 ) 2 + (80)2 ] = √(32000) = 80√5 km
Jarak
tempuh pesawat = PQ + QR = 100 + 100 = 200 km
Perpindahan
pesawat = PR = 80√5 km
Selang
waktu = 1 jam + 0,5 jam = 1,5 jam
a)
Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu = 80√5 km : 1,5 jam = 53,3 √5
km/jam
b)
Kelajuan rata-rata = jarak : selang waktu = 200 km : 1,5 jam = 133,3 km/jam
Soal No. 6
Diberikan
grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar berikut:

Tentukan
besar percepatan dan jenis gerak dari:
a)
A – B
b)
B – C
c)
C – D
Pembahasan
Mencari
percepatan (a) jika diberikan grafik V-t :
a
= tan θ
dengan θ adalah sudut kemiringan garis grafik terhadap
horizontal dan tan suatu sudut adalah sisi depan sudut dibagi sisi samping
sudut. Ingat : tan-de-sa
a)
A - B
a
= (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2
(benda
bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat)
b)
B – C
a
= 0 (garis lurus, benda bergerak lurus beraturan / GLB)
c)
C – D
a
= (5 − 2) : (9 − 7) = 3/2 m/s2
(benda
bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat)
Soal No. 7
Dari
gambar berikut :

Tentukan:
a)
Jarak tempuh dari A – B
b)
Jarak tempuh dari B – C
c)
Jarak tempuh dari C – D
d)
Jarak tempuh dari A – D
Pembahasan
a) Jarak tempuh dari A – B
a) Jarak tempuh dari A – B
Cara
Pertama
Data
:
Vo
= 0 m/s
a
= (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2
t
= 3 sekon
S
= Vo t + 1/2 at2
S
= 0 + 1/2 (2/3 )(3)2 = 3
meter
Cara
Kedua
Dengan mencari luas yang terbentuk antara titik A, B dang
angka 3 (Luas Segitiga = setengah alas x tinggi) akan didapatkan hasil yang
sama yaitu 3 meter
b)
Jarak tempuh dari B – C
Cara
pertama dengan Rumus GLB
S
= Vt
S
= (2)(4) = 8 meter
Cara
kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis B-C, angka 7 dan angka 3
(luas persegi panjang)
c)
Jarak tempuh dari C – D
Cara
Pertama
Data
:
Vo
= 2 m/s
a
= 3/2 m/s2
t
= 9 − 7 = 2 sekon
S
= Vo t + 1/2 at2
S
= (2)(2) + 1/2 (3/2 )(2)2
= 4 + 3 = 7 meter
Cara
kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis C-D, angka 9 dan angka 7
(luas trapesium)
S
= 1/2 (jumlah sisi sejajar) x tinggi
S
= 1/2 (2+5)(9-7) = 7 meter.
d)
Jarak tempuh dari A – D
Jarak
tempuh A-D adalah jumlah dari jarak A-B, B-C dan C-D
Soal No. 8
Mobil
A dan B dalam kondisi diam terpisah sejauh 1200 m.

Kedua
mobil kemudian bergerak bersamaan saling mendekati dengan kecepatan konstan
masing-masing VA = 40 m/s dan VB = 60 m/s.
Tentukan:
a)
Jarak mobil A dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil B
b)
Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasan
c)
Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil A
Pembahasan
Waktu
tempuh mobil A sama dengan waktu tempuh mobil B, karena berangkatnya bersamaan.
Jarak dari A saat bertemu misalkan X, sehingga jarak dari B (1200 − X)
tA
= tB
SA/VA = SB/VB
( x )/40
= ( 1200 − x ) /60
6x
= 4( 1200 − x )
6x
= 4800 − 4x
10x
= 4800
x
= 480 meter
b)
Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasan
x
= VA t
480
= 40t
t
= 12 sekon
c)
Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil A
SB
=VB t = (60) (12) = 720 m
Soal No. 9
Diberikan
grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak dua buah mobil, A dan B.

Tentukan
pada jarak berapakah mobil A dan B bertemu lagi di jalan jika keduanya
berangkat dari tempat yang sama!
Pembahasan
Analisa
grafik:
Jenis
gerak A → GLB dengan kecepatan konstan 80 m/s
Jenis
gerak B → GLBB dengan percepatan a = tan α = 80 : 20 = 4 m/s2
Kedua
mobil bertemu berarti jarak tempuh keduanya sama, misal keduanya bertemu saat
waktu t
SA
= SB
VA
t =VoB t + 1/2 at2
80t
= (0)t + 1/2 (4)t2
2t2
− 80t = 0
t2
− 40t = 0
t(t
− 40) = 0
t
= 0 sekon atau t = 40 sekon
Kedua
mobil bertemu lagi saat t = 40 sekon pada jarak :
SA
= VA t = (80)(40) = 3200 meter
Soal No. 10 (Gerak Vertikal ke
Bawah / Jatuh Bebas)
Sebuah
benda jatuh dari ketinggian 100 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2
tentukan:
a)
kecepatan benda saat t = 2 sekon
b)
jarak tempuh benda selama 2 sekon
c)
ketinggian benda saat t = 2 sekon
d)
kecepatan benda saat tiba di tanah
e)
waktu yang diperlukan benda hingga tiba di tanah
Pembahasan
a)
kecepatan
benda saat t = 2 sekon
b)
Data
:
c)
t
= 2 s
d)
a
= g = 10 m/s2
Vo
= 0 m/s
Vt
= .....!
Vt
= Vo + at
Vt
= 0 + (10)(2) = 20 m/s
c)
jarak tempuh benda selama 2 sekon
S
= Vot + 1/2at2
S
= (0)(t) + 1/2 (10)(2)2
S
= 20 meter
c)
ketinggian benda saat t = 2 sekon
ketinggian
benda saat t = 2 sekon adalah tinggi mula-mula dikurangi jarak yang telah ditempuh
benda.
S
= 100 − 20 = 80 meteR.
d)
kecepatan benda saat tiba di tanah
Vt2
= Vo2 + 2As
Vt2
= (0) + 2 aS
Vt
= √(2aS) = √[(2)(10)(100)] = 20√5 m/s
e)
waktu yang diperlukan benda hingga tiba di tanah
Vt
= V0 + at
20√5
= (0) + (10) t
t
= 2√5 sekon
Soal No. 11
Besar
kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah
dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel
tersebut akan berhenti setelah menempuh jarak....
A.
15 m
B.
20 m
C.
25 m
D.
30 m
E.
50 m
(Soal
SPMB 2003)
Pembahasan
Data
pertama:
Vo
= 30 m/s
Vt
= 15 m/s
S
= 75 m
Dari
ini kita cari perlambatan partikel sebagai berikut:
Vt2
= Vo2 − 2aS
152
= 302 − 2a(75)
225
= 900 − 150 a
150
a = 900 – 225
a
= 675 /150 = 4, 5 m/s2
Besar
perlambatannya adalah 4,5 m/s2 (Kenapa tidak negatif? Karena dari
awal perhitungan tanda negatifnya sudah dimasukkan ke dalam rumus, jika ingin
hasil a nya negatif, gunakan persamaan Vt2 = Vo2 + 2aS)
Data
berikutnya:
Vo
= 15 m/s
Vt
= 0 m/s (hingga berhenti)
Jarak
yang masih ditempuh:
Vt2
= Vo2 − 2aS
02
= 152 − 2(4,5)S
0
= 225 − 9S
9S
= 225
S
= 225/9 = 25 m
Soal No. 12
Sebuah
benda dijatuhkan dari ujung sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik
benda sampai di tanah (g = 10 m s2). Tinggi menara tersebut …
A.
40 m
B.
25 m
C.
20 m
D.
15 m
E.
10 m
(EBTANAS
1991)
Pembahasan
Data:
Data:
νo
= 0 m/s (jatuh bebas)
t
= 2 s
g
= 10 m s2
S
= .....!
S
= νo t + 1/2 gt2
S
= (0)(2) + 1/2 (10)(2)2
S
= 5(4) = 20 meter
Soal No. 13
Sebuah
benda dijatuhkan dari ketinggian h di atas tanah. Setelah sampai di tanah
kecepatannya 10 m s–1, maka waktu yang diperlukan untuk mencapai
ketinggian 1/2 h dari tanah (g = 10 m. s−2 )
adalah.....
A.
1/2 √2 sekon
B.
1 sekon
C.
√2 sekon
D.
5 sekon
E.
5√2 sekon
(Soal
Ebtanas 2002)
Pembahasan
Data:
Untuk
jarak tempuh sejauh S1 = h
νo
= 0 ms–1
νt
= 10 m s–1
νt
= νo + at
10 = 0 +
10t
t
= 1 sekon -> t1
Untuk
jarak tempuh sejauh S2 = 1/2 h
t2
=......
Perbandingan
waktu tempuh:

Soal No. 14
Sebuah
batu dijatuhkan dari puncak menara yang tingginya 40 m di atas tanah. Jika g =
10 m s–2, maka kecepatan batu saat menyentuh tanah adalah.…
A.
20√2 m s–1
B.
20 m s–1
C.
10√2 m s–1
D.
10 m s–1
E.
4√2 m s–1
(Ebtanas
Fisika 1996)
Pembahasan
Jatuh
bebas, kecepatan awal nol, percepatan a = g = 10 m s–2

Soal No. 15
Mobil
massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km.jam–1
setelah menempuh jarak 150 m kecepatan menjadi 72 km. jam–1. Waktu
tempuh mobil adalah...
A.
5 sekon
B.
10 sekon
C.
17 sekon
D.
25 sekon
E.
35 sekon
(Ujian
Nasional 2009)
Pembahasan
Data
soal:
m
= 800 kg
νo
= 36 km/jam = 10 m/s
νt
= 72 km/jam = 20 m/s
S
= 150 m
t
= ..........
Tentukan
dulu percepatan gerak mobil (a) sebagai berikut:
νt2
= νo2 + 2aS
202
= 102 + 2a(150)
400
= 100 + 300 a
400
− 100 = 300 a
300
= 300 a
a
= 300/300 = 1 m/s2
Rumus
kecepatan saat t:
νt
= νo + at
20
= 10 + (1)t\
t
= 20 − 10 = 10 sekon
Catatan:
Massa
mobil (m) tidak diperlukan dalam perhitungan, apalagi merknya.
Soal no 16
Batu bermassa 200
gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s. Jika percepatan
gravitasi ditempat tersebut adalah 10 2m/s , dan gesekan udara diabaikan,
tentukan :
a) Tinggi maksimum
yang bisa dicapai batu
b) Waktu yang
diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum
c) Lama batu
berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanahPembahasan
d) Saat batu berada di titik tertinggi,
kecepatan batu adalah nol dan percepatan yang digunakan adalah percepatan
gravitasi. Dengan rumus GLBB:
Vt² = Vo² - 2aS
0² = 50² - 2.10.S
S = 2500/20 = 125m
b) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai titik tertinggi:
Vt = Vo – at
0 = 50 - 10t
t = 5s
c) Lama batu berada di udara adalah dua kali lama waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi.
t = (2)(5) = 10 sekon
Soal no 17
Sebuah mobil bergerak dengan
kelajuan awal 72 km/ jam kemudian direm hingga berhenti pada jarak 8 meter dari
tempat mulainya pengereman. Tentukan nilai perlambatan yang diberikan pada
mobil tersebut!
Pembahasan
Ubah dulu satuan km/jam menjadi m/s kemudian gunakan persamaan untuk GLBB diperlambat:
Vt² = Vo² - 2aS
0² = 20² - 2a(8)
16a = 400
a = 25m/s²
Perhatikan grafik berikut ini.
Dari grafik diatas tentukanlah:
a. jarak tempuh gerak benda dari t =
5 s hingga t = 10 s
b. perpindahan benda dari t = 5 s
hingga t = 10 s
Pembahasan
Jika diberikan graik V (kecepatan) terhadap t (waktu) maka untuk mencari jarak tempuh atau perpindahan cukup dari luas kurva grafik V-t. Dengan catatan untuk jarak, semua luas bernilai positif, sedang untuk menghitung perpindahan, luas diatas sumbu t bernilai positif, di bawah bernilai negatif.
a. jarak = 1/2 (3) (40) + 1/2 (2) (20) = 80m
b. perpindahan = 1/2 (3) (40) - 1/2 (2) (20) = 40m
Daftar Pustaka
Purwanto, Budi.
2004 .Fisika Teori dan Implementasinya
: Tiga Serangkai
Purwoko, Fendi.
2006. Physics 1 : Yudistira
Purwoko, Fendi,
2006. Physics 2 : Yudistira
Tidak ada komentar:
Posting Komentar